Создание и исследование киральных терагерцовых метаматериалов на основе нанопленочных микроспиралей тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.07, кандидат наук Наумова, Елена Валериевна

• Наумова, Елена Валериевна
• кандидат наук
• 2017

Оглавление диссертации кандидат наук Наумова, Елена Валериевна

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 МЕТАМАТЕРИАЛЫ И КИРАЛЬНОСТЬ (ТЕРМИНОЛОГИЯ, ИСТОРИЯ, СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ, ПЕРСПЕКТИВЫ ПРАКТИЧЕСКОГО ПРИМЕНЕНИЯ)

1.1. Метаматериалы

1.2.Киральность и киральные метаматериалы

1.3.Современные технологии формирования киральных метаматериалов

с микро и нанорезонаторами

1.4. Актуальность и перспективы применения киральных терагерцовых метаматериалов

ГЛАВА 2 ФОРМИРОВАНИЕ

КИРАЛЬНЫХ ТЕРАГЕРЦОВЫХ МЕТАМАТЕРИАЛОВ МЕТОДОМ СВОРАЧИВАНИЯ НАПРЯЖЕННЫХ ПЛЕНОК

2.1. Основы метода сворачивания трехмерных оболочек из напряженных гетеропленок

2.2. Закрепление трехмерных нанопленочных оболочек на подложке

2.3. Выбор конфигураций киральных метаматериалов

2.4 Формирование бианизотропного метаматериала в виде двумерного массива полупроводниковых микротрубок с металлическими спиралями

2.5 Формирование биизотропного кирального метаматериала в виде квадратной решетки металл-полупроводниковых спиралей

ГЛАВА 3 ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА КИРАЛЬНЫХ МЕТАМАТЕРИАЛОВ И СИСТЕМ НА ИХ ОСНОВЕ В

ТЕРАГЕРЦОВОМ ДИАПАЗОНЕ

3.1 Методики исследования электромагнитных свойств

сформированных метаматериалов и систем на их основе

3.2. Свойства системы параллельные микроспирали- ОаАБ

3.3 Свойства системы

параллельные микроспирали- ОаАБ-воздух-ОаАБ

3.4 Свойства метаматериала в виде

квадратной решетки микроспиралей, запечатанной в полимерную пленку

3.5 Свойства системы

квадратная решетка металл-полупроводниковых микроспиралей -ОаЛБ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

БЛАГОДАРНОСТИ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Создание и исследование киральных терагерцовых метаматериалов на основе нанопленочных микроспиралей»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы

В настоящее время активно развивается техника терагерцового (ТГц) диапазона (0.1-10 ТГц) [1, 2]. В силу уникальной роли в биологических и химических процессах, возможности использования в беспроводной связи, а также ряда других особенностей ТГц излучение крайне востребовано практически во всех современных системах гражданского и военного применения (медицинская диагностика, системы безопасности, телекоммуникации, радиолокация, фармацевтика, астрофизика, исследования плазмы и др.). В этом диапазоне методы управления поляризацией, используемые в радиотехнике, уже не применимы, в то же время многие традиционные оптические элементы для управления поляризацией не могут быть реализованы из-за отсутствия материалов с необходимыми свойствами. В частности, в оптическом и ИК диапазоне для управления поляризацией широко используются электромагнитные киральные свойства жидкокристаллических структур, а в ТГц диапазоне эти свойства становятся незначительны.

Электромагнитная киральность, т.е. селективность свойств по отношению к волнам левой и правой круговой/эллиптической поляризации приводит к таким явлениям как оптическая активность (вращение плоскости поляризации проходящего излучения за счет разности фазовых скоростей волн левой и правой поляризации) и круговой дихроизм (изменение эллиптичности излучения за счет разности соответствующих коэффициентов поглощения). Для использования этих явлений в целях управления поляризацией ТГц излучения необходимы материалы с практически значимыми киральными свойствами в этом диапазоне. Естественных и синтетических материалов с такими свойствами нет.

Электромагнитные метаматериалы - это искусственные структуры, интегральные материальные параметры которых являются результатом электромагнитного отклика большого количества специально сконструированных резонанс-

ных микроэлементов [3], монослойные метаматериалы иногда называют метапо-верхностями[4-6]. В последние два десятилетия были получены метаматериалы с целым рядом новых электромагнитных свойств, что связано в первую очередь с достижениями в микро- и нанотехнологии - были продемонстрированы магнетизм на оптических частотах[7], отрицательный показатель преломления[8, 9] и др. Вместе с тем киральные электромагнитные свойства в терагерцовом диапазоне оставались недостижимыми по технологическим причинам. Поскольку характерные размеры резонаторов для этого диапазона составляют порядка десятков микрометров, терагерцовые метаматериалы, как правило, изготавливают по планар-ным технологиям. Для получения функциональных киральных электромагнитных свойств требуются не плоские, а трехмерные элементы. В радиодиапазоне ки-ральные метаматериалы изготавливали на основе спиральных резонаторов с длиной, близкой к половине длины волны [10, 11]. Современные технологии не позволяют выполнить подобные массивы резонансных спиралей для ТГц диапазона.

Киральные ТГц-метаматериалы необходимы для создания разнообразных устройств управления терагерцовым излучением как аналогичных оптическим (например, сверхтонкие волновые пластинки, вращатели поляризации), так и принципиально новых, например, экранов невидимости, терагерцовых линз с разрешением выше дифракционного предела и т.п. Это делает разработку терагерцо-вых киральных метаматериалов высокоактуальной проблемой.

Целью диссертационной работы является разработка киральных терагер-цовых метаматериалов и систем на основе металл-полупроводниковых микроспиралей и экспериментальное исследование их электромагнитных свойств.

Для достижения цели решались следующие основные задачи:

• Разработка киральных терагерцовых метаматериалов на основе микроспиралей из металл-полупроводниковых нанопленок;

• Разработка способов формирования плотных массивов микроспиралей методом сворачивания напряженных металл-полупроводниковых пленок.

• Анализ и интерпретация резонансных электромагнитных свойств созданных метаматериалов и систем в терагерцовом диапазоне (спектров пропускания, вращения плоскости поляризации и эллиптичности), построение физических моделей, постановка дополнительных экспериментов для проверки моделей.

Научная новизна работы

Показано, что метод сворачивания трехмерных оболочек из напряженных нанопленок может быть применен для формирования метаматериалов. Созданные в рамках диссертационной работы метаматериалы построены на принципиально новом типе резонансных элементов - прецизионных трехмерных микрооболочках из нанопленок. Такие элементы не могут быть получены с помощью ни одной другой известной современной технологии. Разработаны и сформированы биизо-тропный и бианизотропный киральные двумерные (2Э) метаматериалы (метапо-верхности), а также системы на их основе. Экспериментально показано, что полученные структуры резко изменяют поляризацию проходящего излучения в тера-герцовом диапазоне. В частности, установлено, что система в виде бианизотроп-ной метаповерхности толщиной <Х/6 на подложке GaAs вращает плоскость поляризации проходящего излучения на угол а>85°, причем при сдвиге частоты на Дf=0.4% изменение угла поворота составляет Да>150°, т.е. вращение носит резко резонансный характер.

В спектрах вращения плоскости поляризации и эллиптичности проходящего излучения системы в виде квадратной решетки микроспиралей на подложке GaAs обнаружены резкие регулярные пики, которые отличаются по периоду от пиков в спектре пропускания. Возникновение пиков объяснено возникновением своеобразного кирального волноводного резонанса: за счет того, что период решетки меньше длины волны излучения в воздухе, но больше длины волны в подложке, на метаповерхности происходит дифракция проходящего излучения, наклонные волны первого порядка дифракции испытывают полное внутреннее отражение на тыльной стороне подложки и при отражении от метаповерхности повторно дифрагируют, в том числе в направлении, нормальном к метаповерхности. Данный

механизм подтвержден экспериментально, эффект ранее не наблюдался из-за отсутствия подобных структур.

Итого, научная новизна заключается в том, что впервые в мире:

- получены метаматериалы с новым типом трехмерных резонансных элементов (прецизионными нанопленочными оболочками);

- сформированы метаматериалы, обладающие резонасными киральными свойствами в ТГц диапазоне;

- получена искусственная оптическая активность в ТГц диапазоне,

- обнаружен и объяснен необычный киральный резонанс в системе квадратная решетка металл-полупроводниковых микроспиралей -слой ОаАБ.

Научная и практическая ценность работы

Впервые получены метаматериалы, обладающие резонансными киральными свойствами в ТГц диапазоне. Естественные и синтетические материалы, включая жидкие кристаллы (ЖК), не обладают в этом диапазоне практически значимыми киральными свойствами. Продемонстрированная относительная оптическая активность (угол поворота проходящего излучения, приходящийся на толщину ки-рального слоя, выраженную в длинах волн) выше, чем у лучших образцов ЖК в их рабочем диапазоне на 1 -2 порядка. Полученные структуры с резонасными ме-таповерхностями толщиной Х/6- Ш0 вращают плоскость поляризации проходящего излучения на десятки градусов.

Гигантская оптическая активность, продемонстрированная в терагерцовом диапазоне, может быть использована для создания сверхтонких элементов управления поляризацией, амплитудой, направлением и фазой ТГц излучения. Обнаруженные резкие резонансные пики в спектрах вращения плоскости поляризации и эллиптичности в системах киральная метаповерхность-подложка с высоким показателем преломления могут быть использованы для разработки высокорезонансных преобразователей поляризации.

Получен научный и практический задел для создания как киральных, так и некиральных метаматериалов с отрицательным показателем преломления, неот-

ражающих метаматериалов с высоким поглощением, магнитных метаматериалов, а также метаматериалов и систем, предназначенных для динамического управления поляризацией, фазой, интенсивностью и направлением излучения.

Предложенный способ закрепления свернутых трехмерных оболочек на поверхности подложки с помощью дополнительных элементов из резиста позволяет формировать регулярные массивы с высокой плотностью трехмерных элементов, что может использоваться в технологии микро и наноструктурирования для формирования не только метаматериалов, но и других массивов трехмерных оболочек, свернутых из напряженных пленок. При запечатывании оболочек в полимерную пленку предложенный способ обеспечивает отсутствие разрывов оболочек.

Показано, что метод сворачивания трехмерных оболочек из напряженных нанопленок может быть применен для формирования метаматериалов, причем высокую практическую ценность обеспечивают следующие его преимущества:

• прецизионность и гладкие конфигурации SD-резонаторов, точное позиционирование и ориентация в массиве, воспроизводимость и однородность массивов, что способствует получению точно заданных высокорезонансных свойств метаматериалов;

• трехмерные конфигурации элементарных резонаторов, широкое разнообразие возможных конфигураций и материалов, что позволяет формировать метаматериалы с новыми электромагнитными свойствами, которые не могут быть получены другими современными технологиями;

• возможность масштабирования размеров резонаторов от сотен микрон до единиц нанометров, что соответствует резонансным частотам метаматериалов от СВЧ до видимого диапазона;

• совместимость с технологией производства интегральных схем, параллельность всех технологических операций и возможность их автоматизации делают метод высокоперспективным для промышленного производства метаматериалов.

Разработанные конфигурации метаматериалов ТГц диапазона могут быть масштабированы для получения киральных метаматериалов ИК и оптического

диапазонов. На структуры с киральными свойствами и способ их формирования получен патент.

Методология и методы исследования

Разработанные метаматериалы сформированы с использованием технологии сворачивания трехмерных оболочек из напряженных гетеропленок [12-18], в частности направленного сворачивания, основанного на анизотропии упругих свойств гетеропленок[12, 14]. Поляризация излучения исследуемых метаматериа-лов и систем на их основе характеризовалась углом вращения плоскости поляризации а и эллиптичностью (по интенсивности) проходящего излучения. Падающее на образец излучение было линейно поляризовано и направлено нормально плоскости образца. Спектры пропускания, вращения плоскости поляризации и эллиптичности проходящего излучения были измерены с помощью фурье-спектрометра Вгикег IFS-66v в ИЯФ СО РАН. Образец располагался между двумя поляризаторами, азимутальный угол и эллиптичность рассчитывались по спектрам пропускания для углов скрещивания поляризаторов 0°,+45°,-45°, и 90°. Прямые измерения угла вращения плоскости поляризации и эллиптичности были проведены с помощью автоматизированной измерительной установки на базе лазера на свободных электронах в ИЯФ СО РАН, при этом использовалась широко используемая в оптике методика с вращающимся поляризатором-анализатором.

Положения, выносимые на защиту:

1. Формирование киральных терагерцовых метаматериалов в виде массивов трехмерных электромагнитных микрорезонаторов, точно позиционированных и ориентированных друг относительно друга, осуществимо методом сворачивания напряженных пленок.

Разработанные на основе данного метода технологические процессы обеспечивают воспроизводимое формирование киральных терагерцовых метамате-риалов в виде

а) квадратной решетки одновитковых нанопленочных микроспиралей (InGaЛs/GaЛs/Ti/Лu);

б) массива параллельных нанопленочных трубок (InGaAs/GaAs), на внутренней стороне которых расположены одновитковые микроспирали (Ti/Au).

2. Искусственная оптическая активность сформированного биизотропного метаматериала (квадратная решетка микроспиралей в полимерной пленке) в тера-герцовом диапазоне достигает 170°/Х, т.е. на 3-5 порядков выше, чем у естественных оптически-активных веществ, и на 1 -2 порядка выше, чем у жидкокристаллических структур.

3. Характерной особенностью систем на основе сформированных метаматериалов и плоскопараллельных слоев GaAs являются резкие регулярные пики в спектрах вращения плоскости поляризации и эллиптичности проходящего излучения. В системах с параллельными микроспиралями пики обусловлены в основном Фабри-Перо эффектом. В системах с квадратной решеткой микроспиралей пики возникают за счет своеобразного волноводного резонанса, связанного с дифракцией на киральной решетке.

Апробация работы и степень достоверности результатов

Достоверность результатов по формированию терагерцовых киральных ме-таматериалов подтверждается результатами исследования их поляризационных свойств в терагерцовом диапазоне с помощью фурье-спектрометра и измерительного стенда на базе лазера на свободных электронах. Все полученные результаты прошли проверку на конференциях и в процессе публикации материалов.

Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на 18 российских и международных научных конференциях:

14, 15, 19 и 24 международных симпозиумах "Nanostructures: Physics and Technology" (Санкт-Петербург, 2006, Новосибирск, 2007, Екатеринбург, 2011, Санкт-Петербург, 2016); Joint 31st International Conference on Infrared and Millimeter Waves and 14th International Conference on Terahertz Electronics (Shanghai, China, 2006) , 34th, 36th International Conference on Infrared, Millimeter and Terahertz Waves (Busan, Korea, 2009, Houston, Texas, USA, 2011); Workshop "New scientific possibilities with high power THz sources"(Daresbury Laboratory, UK,

2006); 1st, 5th and 6th International Congress on Advanced Electromagnetic Materials in Microwaves and Optics "Metamaterials" (Rome, Italy, 2007, Barcelona, Spain, 2011, St. Petersburg, Russia, 2012); Всероссийском семинаре по радиофизике миллиметровых и субмиллиметровых волн (Нижний Новгород, институт прикл. физики,

2007), VIII Всероссийском семинаре по радиофизике миллиметровых и субмиллиметровых волн (Нижний Новгород, институт прикл. физики, 2011); International Symposium "Progress in Electromagnetic Researches" (Hangzhou, China, 2008); 2nd European Topical Meeting on Nanophotonics and Metamaterials "NAN0META-2009 (Seefeld, Austria, 2009); 9 и11 Российских конференциях по физике полупроводников (Новосибирск-Томск, 2009, Санкт-Петербург, 2013); 9th International symposium on measurement technology and intelligent instruments (St. Petersburg,2009).

Среди докладов - 9 приглашенных, в том числе доклад по прорывным научным достижениям ("Breakthrough talk") на авторитетной международной конференции по метаматериалам NANOMETA (Австрия, 2009 г).

Киральные структуры и способ их изготовления были запатентованы.

Созданные структуры, обладающие оптической активностью в ТГц диапазоне, были переданы в ИЯФ СО РАН в качестве эталонов для разработки методик ранней онкодиагностики с использованием терагерцовой поляриметрии.

Личный вклад соискателя в диссертационную работу заключается в разработке метаматериалов и технологических маршрутов их формирования на основе метода сворачивания напряженных гетеропленок, постановке экспериментов по формированию массивов трехмерных оболочек, планировании схем экспериментальных исследований киральных свойств полученных метаматериалов и систем в ТГц диапазоне, анализе их спектров вращения плоскости поляризации, эллиптичности и пропускания в ТГц диапазоне, объяснении механизмов возникновения пиков в спектрах поляризационных характеристик различных систем на основе метаматериалов, написании статей и патента совместно с соавторами, представлении результатов работы на международных конференциях.

Структура и объем диссертации

Диссертационная работа состоит из введения, трёх глав, заключения и списка литературы из 143 наименований. Общий объем диссертации 90 страниц, включая 19 рисунков.

"Ubi materia, ibi geometría." "Где материя, там и геометрия" Иоганн Кеплер

ГЛАВА 1 МЕТАМАТЕРИАЛЫ И КИРАЛЬНОСТЬ (ТЕРМИНОЛОГИЯ, ИСТОРИЯ, СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ, ПЕРСПЕКТИВЫ ПРАКТИЧЕСКОГО ПРИМЕНЕНИЯ)

1.1. Метаматериалы

Метаматериалы - одно из наиболее активно-развивающихся научных направлений в последнее десятилетие [4, 19-23]. Часто под словом метаматериалы понимают только электромагнитные метаматериалы, т.е. искусственные структуры, интегральные материальные параметры которых являются результатом электромагнитного отклика большого количества специально сконструированных резонансных микроэлементов [3]. Кроме электромагнитных метаматериалов есть, например, акустические метаматериалы [24], метаматериалы с разнообразными необычными механическими свойствами [25, 26], то есть в широком смысле ме-таматериал - это любой искусственный материал, физические макроскопические свойства которого достигаются за счет целенаправленного конструирования структуры на микроуровне. Электромагнитный метаматериал (ниже для краткости называемый просто метаматериал) представляет собой массив искусственных элементов-резонаторов с размерами, малыми по сравнению с длиной волны излучения. Такой массив воспринимается излучением как сплошная электромагнитная среда, свойства которой можно описать материальными макропараметрами, например, такими как диэлектрическая и магнитная проницаемости (е и Совре-

менный термин "метаматериал" является близким по смыслу к термину "искусственная электромагнитная среда", отличием является только то, что у метамате-риалов допускается наличие только одного слоя элементов, такие монослойные метаматериалы иногда называют метаповерхностями[4-6].

Задавая конфигурацию искусственных элементов-резонаторов, можно конструировать макроскопические свойства метаматериалов, в том числе получать свойства, которые не встречаются в природе, например, метаматериалы с необходимыми значениями диэлектрической проницаемости на определенных частотах (искусственные диэлектрики)[27-29], высокочастотные магнетики из немагнитных материалов [30-32] в том числе для оптического диапазона [7], метаматериа-лы, обладающие отрицательной диэлектрической проницаемостью е и отрицательной магнитной проницаемостью ц [33], в которых достигается отрицательный показатель преломления [8, 9, 34] и наблюдается целый комплекс необычных эффектов ранее теоретически предсказанных в работе [35] и другие.

Приставка "мета-" (сверх, над, за пределами, греч.) в данном контексте означает, что свойства метаматериала задаются не атомами или молекулами, а более крупными структурами-элементами, содержащими много атомов или молекул, что материал сам становится объектом инженерного конструирования, что принципиально шире диапазон достижимых электромагнитных свойств. Исследования в области метаматериалов приводят к получению новых знаний о процессах распространения электромагнитного излучения в средах, электромагнитные свойства которых значительно отличаются от известных. Метаматериалы обеспечивают новые возможности управления излучением: уже продемонстрированы линзы с разрешением выше дифракционного предела [36-39], такие линзы предлагается в частности использовать для оптической нанолитографии, микроскопии субволнового разрешения, оптической памяти сверхвысокой плотности, оболочки невидимости [40-42] и другие функциональные устройства с характеристиками, которые не могут быть достигнуты с использованием традиционных электромагнитных материалов [5, 36, 43-46]. Несмотря на то, что имеется огромное количество статей, посвященных метаматериалам и метаповерхностям (см обзоры [3, 4, 6, 47-

49], еще сравнительно мало реальных практических применений в этой области [44, 50-57]. Метаматериалы находятся на стадии активного развития [4, 5, 47, 48, 51, 55, 58-60].

В основном, экспериментальные исследования необычных свойств метама-териалов проводились в мегагерцовом и гигагерцовом диапазонах, где резонансные элементы метаматериала должны иметь миллиметровые и сантиметровые размеры, и формирование трехмерных (ЭБ) резонаторов, а также их расположение в виде 3Б массивов не представляют значительной технологической сложности. В настоящее время наблюдается явно выраженная тенденция к созданию и исследованию метаматериалов более высокочастотных диапазонов. Особенно востребованы метаматериалы с функциональными свойствами в активно разрабатываемой в последние два десятилетия технике терагерцового (ТГц) диапазона (0.1-10 ТГц) [1, 61-63]. До сих пор подавляющее большинство метаматериалов ТГц, ИК и оптического диапазонов изготавливают в виде плоских двумерных массивов элементов, что в первую очередь связано с технологическими ограничениями. Толщина такой структуры много меньше длины волны. С точки зрения электромагнитной теории её часто удобнее характеризовать не материальными параметрами, используемыми для описания объемных материалов (которые, тем не менее, традиционно широко используются даже для описания монослоев ме-таматериалов), а граничными условиями, описывающими электромагнитные свойства поверхности. В связи с этим в последние годы такие тонкие слои мета-материалов часто стали называть не метаматериалами, а метаповерхностями (см обзор [6]). Тенденциями развития терагерцовых и оптических метаматериалов являются продвижение от массивов плоских резонаторов [6, 44, 59, 64-66] к многослойным резонаторам и метаматериалам [67-69], и затем к метаматералам с трехмерными резонаторами [70-72], от метаматериалов к системам и устройствам на их основе [5, 51, 73]. Именно трехмерные резонаторы обеспечивают возможность задания электромагнитных свойств метаматериалов во всех трех измерениях, что необходимо для большинства перспективных практических применений (эта проблема обсуждается, например, в обзоре [74]). Отсутствие универсальной техноло-

гии, пригодной для массового изготовления упорядоченных массивов 3D резонаторов нетривиальных форм с размерами и точностью изготовления, необходимыми для получения эффективных резонансных свойств в ТГц и оптическом диапазоне остается одной из основных проблем в области метаматериалов. До сих пор большинство метаматериалов выполняются по планарным технологиям, традиционно используемым для изготовления интегральных схем. Вместе с тем постоянно ведется поиск новых технологических подходов к формированию метаматериалов с 3D резонаторами: многослойное электроосаждение [75], литография с экспонированием наклонным лучом через мембрану [76], взрывная литография на рельефных поверхностях [77], глубокое травление [78], напыление с использованием теневого эффекта [79], прямая лазерная печать [80] [81], осаждение на наклонную подложку [82], трехуровневая фотолитография [83], интерференционная литография [84], литография с помощью пучка протонов [85], см также обзоры [70, 72]. Однако, ни одна из представленных технологий не допускает массового изготовления ТГц и оптических метаматериалов с той свободой конструирования трехмерных резонаторов, которая была доступна в радиодиапазоне и позволила продемонстрировать необыкновенные возможности, заложенные в концепции ме-таматериалов.

1.2.Киральность и киральные метаматериалы

Наибольшее внимание среди метаматериалов, как с точки зрения фундаментальной науки, так и с практической точки зрения, начиная с самых первых экспериментов по созданию искусственных электромагнитных сред [10, 86]привлекали киральные метаматериалы (иногда в разном контексте их называют гиротропные, оптически-активные, геликоидальные, с круговым двулучепре-ломлением). Относительно недавно стал использоваться термин - двумерная ки-ральность или планарная киральность [87-89], для отличия от него электромагнитную киральность в классическом понимании этого слова иногда называют "истинной киральностью"("1ше сЫгаЛ1у" [90]), двумерная киральность не рас-

сматривается в данной работе и поэтому здесь и везде ниже под киральностью подразумевается только "истинная киральность".

Слово "киральный" происходит от древнегреческого слова %егр - "рука", термин был введен У. Томсоном (лордом Кельвином) в 1884, но распространение получил только после введения его в стереохимию В. Прелогом. Геометрический объект называется киральным, если он не может быть совмещен со своим зеркальным отображением при любых поворотах и перемещениях, например, левая и правая спирали, винты с левой и правой резьбой, известно много киральных биологических структур, например, все молекулы ДНК, белки имеют киральное строение.

Следствием геометрической киральности структуры среды является ее электромагнитная киральность, т.е. селективность свойств по отношению к волнам правой и левой круговой поляризации.

В изотропных киральных средах материальные уравнения записываются следующим образом:

где Е напряжённость электрического поля, Н — напряжённость магнитного поля, Б — электрическая индукция; В — магнитная индукция, % - параметр ки-ральности. В таких средах собственными решениями уравнений Максвелла являются волны левой и правой круговой поляризации, они распространяются с разными скоростями, по-разному поглощаются:

(1)

(2)

(3)

Различие скоростей распространения волн левой и правой круговой поляризации зависит от действительной части параметра киральности Яе (%), оно приво-

дит к вращению плоскости поляризации при прохождении излучения сквозь ки-ральную среду, это свойство называется оптической активностью. Селективность поглощения волн левой и правой круговой поляризации зависит от мнимой части параметра киральности 1ш(х) и называется круговым дихроизмом. Очевидно, что если селективно поглощается волна одной круговой поляризации, при прохождении слоя киральной среды линейно- поляризованная волна приобретает эллиптичность.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Наумова, Елена Валериевна, 2017 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Federici, J. Review of terahertz and subterahertz wireless communications / J. Federici, L. Moeller // Journal of Applied Physics.- 2010.- V. 107.- N. 11.- P. 111101.

2. Современные радиоэлектронные системы терагерцового диапазона / В.М. Исаев, И.Н. Кабанов, В.В. Комаров, В.П. Мещанов // Доклады Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники.- 2014.Т. 4 (34).- С. 5-21.

3. Гуляев, Ю.В. Метаматериалы: фундаментальные исследования и перспективы применения / Ю.В. Гуляев, А.Н. Лагарьков, С.А. Никитов // Вестник РАН.- 2008.Т. 78.- N. 5.- С. 438-457.

4. Shaltout, A.M.Evolution of photonic metasurfaces: from static to dynamic / A.M. Shaltout, A.V. Kildishev, V.M. Shalaev // Journal of the Optical Society of America B.-2016.- V. 33.- N. 3.- P. 501-510.

5. Chen, H.T. A review of metasurfaces: physics and applications / H.T. Chen, A.J. Taylor, N. Yu // Rep Prog Phys.- 2016.- V. 79.- N. 7.- P. 076401.

6. Yu, N.F. Flat optics with designer metasurfaces / N.F. Yu, F. Capasso // Nat Mater.-2014.- V. 13.- N. 2.- P. 139-150.

7. Nanofabricated media with negative permeability at visible frequencies / A.N. Grigorenko, A.K. Geim, H.F. Gleeson, Y. Zhang, A.A. Firsov, I.Y. Khrushchev, J. Petrovic // Nature.- 2005.- V. 438.- N. 7066.- P. 335-338.

8. Composite medium with simultaneously negative permeability and permittivity / D.R. Smith, W.J. Padilla, D.C. Vier, S.C. Nemat-Nasser, S. Schultz // Physical Review Letters.- 2000.- V. 84.- N. 18.- P. 4184-4187.

9. Shelby, R.A. Experimental verification of a negative index of refraction / R.A. Shelby, D.R. Smith, S. Schultz // Science.- 2001.- V. 292.- N. 5514.- P. 77-79.

10. Lindman, K.F. Über eine durch ein isotropes System von spiralförmigen Resonatoren erzeugte Rotationspolarisation der elektromagnetischen Wellen / K.F. Lindman // Annalen Der Physik.- 1920.- V. 368.- N. 23.- P. 621-644.

11. Tinoco, I. The Optical Activity of Oriented Copper Helices. I. Experimental / I. Tinoco, M.P. Freeman // The Journal of Physical Chemistry.- 1957.- V. 61.- N. 9.- P. 11961200.

12. Free-standing and overgrown InGaAs/GaAs nanotubes, nanohelices and their arrays / V.Y. Prinz, V.A. Seleznev, A.K. Gutakovsky, A.V. Chehovskiy, V.V. Preobrazhenskii, M.A. Putyato, T.A. Gavrilova // Physica E-Low-Dimensional Systems & Nanostructures.- 2000.- V. 6.- N. 1-4.- P. 828-831.

13. A new technique for fabricating three-dimensional micro- and nanostructures of various shapes / V.Y. Prinz, D. Grutzmacher, A. Beyer, C. David, B. Ketterer, E. Deckardt // Nanotechnology.- 2001.- V. 12.- N. 4.- P. 399-402.

14. Prinz, V.Y. A new concept in fabricating building blocks for nanoelectronic and nanomechanic devices / V.Y. Prinz // Microelectronic Engineering.- 2003.- V. 69.- N. 2-4.- P. 466-475.

15. Single-Turn GaAs/InAs Nanotubes Fabricated Using the Supercritical CO2 Drying Technique / V.A. Seleznev, H. Yamaguchi, Y. Hirayama, V.Y. Prinz // Japanese Journal of Applied Physics.- 2003.- V. 42.- N. Part 2, No. 7A.- P. L791-L794.

16. Принц, В.Я. Трехмерные самоформирующиеся наноструктуры на основе свободных напряженных гетеропленок / В.Я. Принц // Известия ВУЗов Физика.-2003.- V. 6.- N. P. 35-43.

17. Chehovskiy, A.V. Application of supercritical fluids for fabrication of free-standing nanoobjects / A.V. Chehovskiy, V.Y. Prinz // International Journal of Nanoscience, Vol 3, Nos 1 and 2.- 2004.- V. 3.- N. 1-2.- P. 1-8.

18. Prinz, V.Y. Precise semiconductor, metal and hybrid nanotubes and nanofibers, in: S. Guceri, Gogotsi, Y.G., Kuznetsov, V. (Eds.), NATO Science Series II-Mathematics Physics and Chemistry. Nanoengineered Nanofibrous Materials. , Kluwer Academic Book Publishers, Dordrecht, Netherlands, 2004, pp. 47-63.

19. Padilla, W.J. Negative refractive index metamaterials / W.J. Padilla, D.N. Basov, D.R. Smith // Materials Today.- 2006.- V. 9.- N. 7-8.- P. 28-35.

20. Midinfrared resonant magnetic nanostructures exhibiting a negative permeability / S. Zhang, W.J. Fan, B.K. Minhas, A. Frauenglass, K.J. Malloy, S.R.J. Brueck // Physical Review Letters.- 2005.- V. 94.- N. 3.- P. 037402.

21. A terahertz metamaterial with unnaturally high refractive index / M. Choi, S.H. Lee, Y. Kim, S.B. Kang, J. Shin, M.H. Kwak, K.Y. Kang, Y.H. Lee, N. Park, B. Min // Nature.-2011.- V. 470.- N. 7334.- P. 369-373.

22. Liu, Y. Metamaterials: a new frontier of science and technology / Y. Liu, X. Zhang // Chem Soc Rev.- 2011.- V. 40.- N. 5.- P. 2494-2507.

23. Broadband terahertz generation from metamaterials / L. Luo, I. Chatzakis, J.G. Wang, F.B.P. Niesler, M. Wegener, T. Koschny, C.M. Soukoulis // Nat Commun.- 2014.- V. 5.- N. P.

24. Fok, L. Acoustic Metamaterials / L. Fok, M. Ambati, X. Zhang // MRS Bulletin.-2011.- V. 33.- N. 10.- P. 931-934.

25. 3D Soft Metamaterials with Negative Poisson's Ratio / S. Babaee, J. Shim, J.C. Weaver, E.R. Chen, N. Patel, K. Bertoldi // Advanced Materials.- 2013.- V. 25.- N. 36.- P. 5044-5049.

26. Hyperbolically Patterned 3D Graphene Metamaterial with Negative Poisson's Ratio and Superelasticity / Q.Q. Zhang, X. Xu, D. Lin, W.L. Chen, G.P. Xiong, Y.K. Yu, T.S. Fisher, H. Li // Advanced Materials.- 2016.- V. 28.- N. 11.- P. 2229-2237.

27. Kock, W.E. Metallic delay lenses / W.E. Kock // Bell System Technical Journal.-1948.- V. 27.- N. P. 58-82.

28. Extremely low frequency plasmons in metallic mesostructures / J.B. Pendry, A.J. Holden, W.J. Stewart, I. Youngs // Physical Review Letters.- 1996.- V. 76.- N. 25.- P. 4773-4776.

29. Антонов, А.С. Электрофизические свойства перколяционных систем: монография/ А.С. Антонов, В.М. Батенин, В.А.П.и. др., Ин-т высоких температур АН СССР, 1990.

30. Schelkunoff, S.A. Antennas: theory and practice/ S.A. Schelkunoff, H.T. Friis, Wiley, 1952.

31. Magnetism from conductors and enhanced nonlinear phenomena / J.B. Pendry, A.J. Holden, D.J. Robbins, W.J. Stewart // Ieee Transactions on Microwave Theory and Techniques.- 1999.- V. 47.- N. 11.- P. 2075-2084.

32. Terahertz magnetic response from artificial materials / T.J. Yen, W.J. Padilla, N. Fang, D.C. Vier, D.R. Smith, J.B. Pendry, D.N. Basov, X. Zhang // Science.- 2004.- V. 303.-N. 5663.- P. 1494-1496.

33. Resonance Properties of Bi-Helix Media at Microwaves / A.N. Lagarkov, V.N. Semenenko, V.A. Chistyaev, D.E. Ryabov, S.A. Tretyakov, C.R. Simovski // Electromagnetics.- 1997.- V. 17.- N. 3.- P. 213-237.

34. Negative index of refraction in optical metamaterials / V.M. Shalaev, W.S. Cai, U.K. Chettiar, H.K. Yuan, A.K. Sarychev, V.P. Drachev, A.V. Kildishev // Optics Letters.-2005.- V. 30.- N. 24.- P. 3356-3358.

35. Веселаго, В.Г. Электродинамика веществ с одновременно отрицательными значениями е и ц / В.Г. Веселаго // Успехи физических наук.- 1967.- Т. 92.- N. 3.-С. 517-526.

36. Pendry, J.B. Negative refraction makes a perfect lens / J.B. Pendry // Physical Review Letters.- 2000.- V. 85.- N. 18.- P. 3966-3969.

37. Lagarkov, A.N.Near-perfect imaging in a focusing system based on a left-handed-material plate / A.N. Lagarkov, V.N. Kissel // Physical Review Letters.- 2004.- V. 92.-N. 7.- P.

38. Sub-diffraction-limited optical imaging with a silver superlens / N. Fang, H. Lee, C. Sun, X. Zhang // Science.- 2005.- V. 308.- N. 5721.- P. 534-537.

39. Sub-wavelength imaging at radio frequency / M.C.K. Wiltshire, J.B. Pendry, J.V. Hajnal // Journal of Physics-Condensed Matter.- 2006.- V. 18.- N. 22.- P. L315-L321.

40. Pendry, J.B. Controlling electromagnetic fields / J.B. Pendry, D. Schurig, D.R. Smith // Science.- 2006.- V. 312.- N. 5781.- P. 1780-1782.

41. Leonhardt, U. Optical conformal mapping / U. Leonhardt // Science.- 2006.- V. 312.-N. 5781.- P. 1777-1780.

42. Metamaterial electromagnetic cloak at microwave frequencies / D. Schurig, J.J. Mock, B.J. Justice, S.A. Cummer, J.B. Pendry, A.F. Starr, D.R. Smith // Science.- 2006.- V. 314.- N. 5801.- P. 977-980.

43. Invisibility and Cloaking: Origins, Present, and Future Perspectives / R. Fleury, F. Monticone, A. Alu // Physical Review Applied.- 2015.- V. 4.- N. 3.- P. 037001.

44. Metamaterials for Perfect Absorption/ Y.P. Lee, J.Y. Rhee, Y.J. Yoo, K.W. Kim, Springer Singapore, 2016.

45. Chen, H.T. Semiconductor activated terahertz metamaterials / H.T. Chen // Frontiers of Optoelectronics.- 2015.- V. 8.- N. 1.- P. 27-43.

46. Lagarkov, A. Near-Perfect Imaging in a Focusing System Based on a Left-Handed-Material Plate / A. Lagarkov, V. Kissel // Physical Review Letters.- 2004.- V. 92.- N. 7.- P. 077401.

47. Roadmap on optical metamaterials / A.M. Urbas, Z. Jacob, L. Dal Negro, N. Engheta, A.D. Boardman, P. Egan, A.B. Khanikaev, V. Menon, M. Ferrera, N. Kinsey, C. DeVault, J. Kim, V. Shalaev, A. Boltasseva, J. Valentine, C. Pfeiffer, A. Grbic, E. Narimanov, L. Zhu, S. Fan, A. Alu, E. Poutrina, N.M. Litchinitser, M.A. Noginov, K.F. MacDonald, E. Plum, X. Liu, P.F. Nealey, C.R. Kagan, C.B. Murray, D.A. Pawlak, I.I. Smolyaninov, V.N. Smolyaninova, D. Chanda // Journal of Optics.- 2016.- V. 18.- N. 9.- P. 093005.

48. Zheludev, N.I. A Roadmap for Metamaterials / N.I. Zheludev // Optics and Photonics News.- 2011.- V. 22.- N. 3.- P. 30-35.

49. Hao, J.-m. Manipulate light polarizations with metamaterials: From microwave to visible / J.-m. Hao, M. Qiu, L. Zhou // Frontiers of Physics in China.- 2010.- V. 5.- N. 3.- P. 291-307.

50. Reconfigurable and Tunable Metamaterials: A Review of the Theory and Applications / J.P. Turpin, J.A. Bossard, K.L. Morgan, D.H. Werner, P.L. Werner // International Journal of Antennas and Propagation.- 2014.- V. 2014.- N. P. 429837.

51. Zheludev, N.I. From metamaterials to metadevices / N.I. Zheludev, Y.S. Kivshar // Nat Mater.- 2012.- V. 11.- N. 11.- P. 917-924.

52. Gil, M. Metamaterial filters: A review / M. Gil, J. Bonache, F. Martin // Metamaterials.- 2008.- V. 2.- N. 4.- P. 186-197.

53. Transparent free-standing metamaterials and their applications in surface-enhanced Raman scattering / X.L. Wen, G.Y. Li, J. Zhang, Q. Zhang, B. Peng, L.M. Wong, S.J. Wang, Q.H. Xiong // Nanoscale.- 2014.- V. 6.- N. 1.- P. 132-139.

54. Rahm, M. THz Wave Modulators: A Brief Review on Different Modulation Techniques / M. Rahm, J.S. Li, W.J. Padilla // Journal of Infrared Millimeter and Terahertz Waves.-2013.- V. 34.- N. 1.- P. 1-27.

55. Oh, S.S. Chiral metamaterials: enhancement and control of optical activity and circular dichroism / S.S. Oh, O. Hess // Nano Convergence.- 2015.- V. 2.- N. 1.- P. 1-14.

56. Ultrasensitive detection and characterization of biomolecules using superchiral fields / E. Hendry, T. Carpy, J. Johnston, M. Popland, R.V. Mikhaylovskiy, A.J. Lapthorn, S.M. Kelly, L.D. Barron, N. Gadegaard, M. Kadodwala // Nat Nanotechnol.- 2010.- V. 5.- N. 11.- P. 783-787.

57. Memory metamaterials / T. Driscoll, H.T. Kim, B.G. Chae, B.J. Kim, Y.W. Lee, N.M. Jokerst, S. Palit, D.R. Smith, M. Di Ventra, D.N. Basov // Science.- 2009.- V. 325.- N. 5947.- P. 1518-1521.

58. Manipulation of terahertz radiation using metamaterials / H.T. Chen, J.F. O'Hara, A.K. Azad, A.J. Taylor // Laser & Photonics Reviews.- 2011.- V. 5.- N. 4.- P. 513-533.

59. Functional and nonlinear optical metasurfaces / A.E. Minovich, A.E. Miroshnichenko, A.Y. Bykov, T.V. Murzina, D.N. Neshev, Y.S. Kivshar // Laser & Photonics Reviews.-2015.- V. 9.- N. 2.- P. 195-213.

60. Zheludev, N.I. The Road Ahead for Metamaterials / N.I. Zheludev // Science.- 2010.-V. 328.- N. 5978.- P. 582-583.

61. Song, H.J. Handbook of Terahertz Technologies: Devices and Applications/ H.J. Song, T. Nagatsuma, Pan Stanford Publishing, 2015.

62. Withayachumnankul, W. Metamaterials in the Terahertz Regime / W. Withayachumnankul, D. Abbott // Ieee Photonics Journal.- 2009.- V. 1.- N. 2.- P. 99118.

63. Recent Progress in Electromagnetic Metamaterial Devices for Terahertz Applications / H. Tao, W.J. Padilla, X. Zhang, R.D. Averitt // IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics.- 2011.- V. 17.- N. 1.- P. 92-101.

64. Metamaterials on parylene thin film substrates: Design, fabrication, and characterization at terahertz frequency / X. Liu, S. MacNaughton, D.B. Shrekenhamer, H. Tao, S. Selvarasah, A. Totachawattana, R.D. Averitt, M.R. Dokmeci, S. Sonkusale, W.J. Padilla // Applied Physics Letters.- 2010.- V. 96.- N. 1.- P. 011906.

65. Dynamic mode coupling in terahertz metamaterials / X.Q. Su, C.M. Ouyang, N.N. Xu, S.Y. Tan, J.Q. Gu, Z. Tian, R. Singh, S. Zhang, F.P. Yan, J.G. Han, W.L. Zhang // Sci Rep.- 2015.- V. 5.- N. P. 10823.

66. Dynamical electric and magnetic metamaterial response at terahertz frequencies / W.J. Padilla, A.J. Taylor, C. Highstrete, M. Lee, R.D. Averitt // Physical Review Letters.-2006.- V. 96.- N. 10.- P. 107401.

67. Three-dimensional photonic metamaterials at optical frequencies / N. Liu, H.C. Guo, L.W. Fu, S. Kaiser, H. Schweizer, H. Giessen // Nat Mater.- 2008.- V. 7.- N. 1.- P. 3137.

68. Optical Activity Enhanced by Strong Inter-molecular Coupling in Planar Chiral Metamaterials / T.T. Kim, S.S. Oh, H.S. Park, R. Zhao, S.H. Kim, W. Choi, B. Min, O. Hess // Sci Rep.- 2014.- V. 4.- N. P. 5864.

69. Free-standing THz electromagnetic metamaterials / H.O. Moser, J.A. Kong, L.K. Jian, H.S. Chen, G. Liu, M. Bahou, S.M.P. Kalaiselvi, S.M. Maniam, X.X. Cheng, B.I. Wu, P.D. Gu, A. Chen, S.P. Heussler, S. Bin Mahmood, L. Wen // Opt Express.- 2008.- V. 16.- N. 18.- P. 13773-13780.

70. Moser, H.O. 3D THz metamaterials from micro/nanomanufacturing / H.O. Moser, C. Rockstuhl // Laser & Photonics Reviews.- 2012.- V. 6.- N. 2.- P. 219-244.

71. Vertical split-ring resonator based anomalous beam steering with high extinction ratio / W.L. Hsu, P.C. Wu, J.W. Chen, T.Y. Chen, B.H. Cheng, W.T. Chen, Y.W. Huang, C.Y. Liao, G. Sun, D.P. Tsai // Sci Rep.- 2015.- V. 5.- N. P. 11226.

72. Soukoulis, C.M. Past achievements and future challenges in the development of three-dimensional photonic metamaterials / C.M. Soukoulis, M. Wegener // Nature Photonics.- 2011.- V. 5.- N. 9.- P. 523-530.

73. Fan, K. Dynamic electromagnetic metamaterials / K. Fan, W.J. Padilla // Materials Today.- 2015.- V. 18.- N. 1.- P. 39-50.

74. Flexible metasurfaces and metamaterials: A review of materials and fabrication processes at micro- and nano-scales / S. Walia, C.M. Shah, P. Gutruf, H. Nili, D.R. Chowdhury, W. Withayachumnankul, M. Bhaskaran, S. Sriram // Applied Physics Reviews.- 2015.- V. 2.- N. 1.- P. 011303.

75. Stand-up magnetic metamaterials at terahertz frequencies / K.B. Fan, A.C. Strikwerda, H. Tao, X. Zhang, R.D. Averitt // Opt Express.- 2011.- V. 19.- N. 13.- P. 1261912627.

76. Fabrication of 3D metamaterial resonators using self-aligned membrane projection lithography / D.B. Burckel, J.R. Wendt, G.A. Ten Eyck, A.R. Ellis, I. Brener, M.B. Sinclair // Adv Mater.- 2010.- V. 22.- N. 29.- P. 3171-3175.

77. A pseudo-planar metasurface for a polarization rotator / W. Zhang, W.M. Zhu, E.E.M. Chia, Z.X. Shen, H. Cai, Y.D. Gu, W. Ser, A.Q. Liu // Opt Express.- 2014.- V. 22.- N. 9.- P. 10446-10454.

78. Spectrally selective chiral silicon metasurfaces based on infrared Fano resonances /

C.H. Wu, N. Arju, G. Kelp, J.A. Fan, J. Dominguez, E. Gonzales, E. Tutuc, I. Brener, G. Shvets // Nat Commun.- 2014.- V. 5.- N. P.

79. Giant plasmonic circular dichroism in Ag staircase nanostructures / C.R. Han, H.M. Leung, C.T. Chan, W.Y. Tam // Opt Express.- 2015.- V. 23.- N. 26.- P. 33065-33078.

80. Gold helix photonic metamaterial as broadband circular polarizer / J.K. Gansel, M. Thiel, M.S. Rill, M. Decker, K. Bade, V. Saile, G. von Freymann, S. Linden, M. Wegener // Science.- 2009.- V. 325.- N. 5947.- P. 1513-1515.

81. Photonic metamaterials by direct laser writing and silver chemical vapour deposition / M.S. Rill, C. Plet, M. Thiel, I. Staude, G. Von Freymann, S. Linden, M. Wegener // Nat Mater.- 2008.- V. 7.- N. 7.- P. 543-546.

82. Lakhtakia, A. Sculptured thin films nanoengineered morphology and optics/ A. Lakhtakia, R. Messier, SPIE, Bellingham, Wash., 2005.

83. Chiral Metafoils for Terahertz Broadband High-Contrast Flexible Circular Polarizers / J.F. Wu, B.H. Ng, H.D. Liang, M.B.H. Breese, M.H. Hong, S.A. Maier, H.O. Moser, O. Hess // Physical Review Applied.- 2014.- V. 2.- N. 1.- P. 014005.

84. Nanostructures and Functional Materials Fabricated by Interferometric Lithography /

D.Y. Xia, Z.Y. Ku, S.C. Lee, S.R.J. Brueck // Advanced Materials.- 2011.- V. 23.- N. 2.- P. 147-179.

85. Three-dimensional metamaterials fabricated using Proton Beam Writing / A.A. Bettiol, S.P. Turaga, Y. Yan, S.K. Vanga, S.Y. Chiam // Nuclear Instruments & Methods in Physics Research Section B-Beam Interactions with Materials and Atoms.- 2013.- V. 306.- N. P. 271-274.

86. Bose, J.C. On the rotation of plane of polarization of electric waves by twisted structure / J.C. Bose // Proc. Royal Soc.- 1898.- V. 63.- N. P. 146-152.

87. Giant Optical Activity in Quasi-Two-Dimensional Planar Nanostructures / M. Kuwata-Gonokami, N. Saito, Y. Ino, M. Kauranen, K. Jefimovs, T. Vallius, J. Turunen, Y. Svirko // Physical Review Letters.- 2005.- V. 95.- N. 22.- P.

88. Asymmetric Propagation of Electromagnetic Waves through a Planar Chiral Structure / V. Fedotov, P. Mladyonov, S. Prosvirnin, A. Rogacheva, Y. Chen, N. Zheludev // Physical Review Letters.- 2006.- V. 97.- N. 16.- P.

89. Zhang, W. Giant optical activity in dielectric planar metamaterials with two-dimensional chirality / W. Zhang, A. Potts, D.M. Bagnall // Journal of Optics a-Pure and Applied Optics.- 2006.- V. 8.- N. 10.- P. 878-890.

90. Extreme optical activity and circular dichroism of chiral metal hole arrays / M.V. Gorkunov, A.A. Ezhov, V.V. Artemov, O.Y. Rogov, S.G. Yudin // Applied Physics Letters.- 2014.- V. 104.- N. 22.- P.

91. Брюстер, Д. Спиральная модель оптической активности, в: Н. Аллинджер, Илиел, Э., Избранные проблемы стереохимии, изд-во "Мир", М, 1970, p. 217— 283.

92. Шевченко В.В. Киральные электромагнитные объекты и среды / В.В. Шевченко // Соросовский Образовательный Журнал.- 1998.- V. 2.- N. P. с. 109-114.

93. Lindman, K.F. Om en genom ett isotropt system av spiralformiga resonatorer alstrad rotationspolarisation av de lektromagnetiska vâgorna. / K.F. Lindman // Ofversigt af Finska VetenskapsSocietetens forhandlingar. A. Matematik och naturvetenskaper.-1915.- V. LVII1.- N. 3.- P. 1-32.

94. Федоров, Ф.И. Теория гиротропии/ Ф.И. Федоров, Наука и техника, Минск, 1976.

95. Electromagnetic waves in chiral and bi-isotropic media/ I.V. Lindell, A.H. Sihvola, S.A. Tretyakov, A.J. Viitanen, Artech House, 1994.

96. Electromagnetics of bi-anisotropic materials: {T}heory and applications/ A. Serdyukov, I. Semchenko, S. Tretyakov, A. Sihvola, Gordon and Breach, 2001.

97. Chiral electromagnetic objects / B.Z. Katsenelenbaum, E.N. Korshunova, A.N. Sivov, A.D. Shatrov // Physics-Uspekhi.- 1997.- V. 40.- N. 11.- P. 1149.

98. Development and simulation of microwave artificial magnetic composites utilizing nonmagnetic inclusions / A.N. Lagarkov, V.N. Semenenko, V.N. Kisel, V.A. Chistyaev // Journal of Magnetism and Magnetic Materials.- 2003.- V. 258-259.- N. P. 161-166.

99. Бокуть, Б.А. Особые волны в естественно-гиротропных средах / Б.А. Бокуть, В.В. Гвоздев, А.Н. Сердюков // Журнал прикладной спектроскопии.- 1981.- V. 34.- N. 4.- P. 701-706.

100. Waves and energy in chiral nihility / S. Tretyakov, I. Nefedov, A. Sihvola, S. Maslovski, C. Simovski // Journal of Electromagnetic Waves and Applications.- 2003.-V. 17.- N. 5.- P. 695-706.

101. Ren, Z. A review of helical nanostructures: growth theories, synthesis strategies and properties / Z. Ren, P.X. Gao // Nanoscale.- 2014.- V. 6.- N. 16.- P. 9366-9400.

102. Nanosprings / D.N. McIlroy, D. Zhang, Y. Kranov, M.G. Norton // Applied Physics Letters.- 2001.- V. 79.- N. 10.- P. 1540-1542.

103. Nanostructured chiral surfaces / K.H. Ernst, M. Böhringer, C.F. McFadden, P. Hug, U. Müller, U. Ellerbeck // Nanotechnology.- 1999.- V. 10.- N. 3.- P. 355.

104. Robbie, K. Chiral sculptured thin films / K. Robbie, M.J. Brett, A. Lakhtakia // Nature.-1996.- V. 384.- N. 6610.- P. 616-616.

105. Mackay, T.G. Negatively refracting chiral metamaterials: a review / T.G. Mackay, A. Lakhtakia // Journal of Photonics for Energy.- 2010.- V. N. P. 018003.

106. Pendry, J.B. A chiral route to negative refraction / J.B. Pendry // Science.- 2004.- V. 306.- N. 5700.- P. 1353-1355.

107. Negative refractive index in chiral metamaterials / S. Zhang, Y.S. Park, J. Li, X. Lu, W. Zhang, X. Zhang // Phys Rev Lett.- 2009.- V. 102.- N. 2.- P. 023901.

108. Тхорик, Ю.А. Структурная релаксация в полупроводниковых кристаллах и приборных структурах/ Ю.А. Тхорик, Феникс, Киев, 1998.

109. Земсков, В.С. Твердые растворы в полупроводниковых системах./ В.С. Земсков, Наука, М, 1978.

110. Prinz, V.Y. Elastic Silicon-Film-Based Nanoshells: Formation, Properties, and Applications / V.Y. Prinz, S.V. Golod // Journal of Applied Mechanics and Technical Physics.- 2006.- V. 47.- N. 6.- P. 867-878.

111. Kasper, E. Strained layer superlattices / E. Kasper // Proceedings of NATO Advanced Study Institute on Physics and application of Quantum wells and superlattices, 1988. P. 101-131.

112. Dargys, A. Handbook on physical properties of Ge, Si, GaAs, and InP/ A. Dargys, J. Kundrotas, Science and Encyclopedia Publishers, Vilnus, 1994.

113. Prinz, A.V. Application of semiconductor micro- and nanotubes in biology / A.V. Prinz, V.Y. Prinz // Surface Science.- 2003.- V. 532-535.- N. P. 911-915.

114. Трубчатые датчики термоанемометров с высоким пространственным и временным разрешением / В.М. Фомин, А.Н. Шиплюк, В.М. Анискин, А.А. Маслов, В.В. Пай, В.Я. Принц, В.А. Селезнев // Доклады Академии Наук.- 2006.Т. 407.- N. 1.- С. 1-4.

115. Селезнев, В.А. Чипы с полупроводниковыми трубками-зондами для сканирующей туннельной микроскопии / В.А. Селезнев, В.Я. Принц, И.А. Корнеев // Нано- и микро-системная техника.- 2010.- Т. 4.- С. 5-9.

116. Terahertz metamaterials and systems based on rolled-up 3D elements: designs, technological approaches / V.Y. Prinz, E.V. Naumova, S.V. Golod, V.A. Seleznev, A.A. Bocharov, V.V. Kubarev // Sci Rep.- 2017.- V. 7.- N. P. 43334.

117. Наумова, Е.В. Киральные метаматериалы терагерцового диапазона на основе спиралей из металл-полупроводниковых нанопленок / Е.В. Наумова, В.Я. Принц, С.В. Голод, В.А. Селезнев, В.А. Сейфи, А.Ф. Булдыгин, В.В. Кубарев // Автометрия.- 2009.- Т. 45.- N. 4.- С. 12-22.

118. Исследование свойств искусственных анизотропных структур с большой киральностью / И.В. Семченко, С.А. Хахомов, Е.В. Наумова, В.Я. Принц, С.В. Голод, В.В. Кубарев // Кристаллография.- 2011.- Т. 56.- N. 3.- С. 398-405.

119. Исследование свойств слабо отражающих метаматериалов с компенсированной киральностью / И.В. Семченко, С.А. Хахомов, В.С. Асадчий, Е.В. Наумова, В.Я. Принц, С.В. Голод, А.Г. Милехин, А.М. Гончаренко, Г.В. Синицын // Кристаллография.- 2014.- Т. 59.- N. 4.- С. 544-550.

120. Investigation of electromagnetic properties of a high absorptive, weakly reflective metamaterial—substrate system with compensated chirality / I.V. Semchenko, S.A. Khakhomov, V.S. Asadchy, S.V. Golod, E.V. Naumova, V.Y. Prinz, A.M. Goncharenko, G.V. Sinitsyn, A.V. Lyakhnovich, V.L. Malevich // Journal of Applied Physics.- 2017.- V. 121.- N. 1.- P. 015108.

121. Semchenko, I.V. Polarization Plane Rotation of Electromagnetic Waves by the Artificial Periodic Structure with One-Turn Helical Elements / I.V. Semchenko, S.A. Khakhomov, A.L. Samofalov // Electromagnetics.- 2006.- V. 26.- N. 3-4.- P. 219-233.

122. Semchenko, I.V. Radiation of circularly polarized electromagnetic waves by the artificial flat lattice with two-turns helical elements / I.V. Semchenko, S.A. Khakhomov, A.L. Samofalov // Proc. 10th Int. Conf. Complex Media and Metamaterials Bianisotropics'2004, Het Pand, Ghent, Belgium, 2004. P. 236-239.

123. Устройство для преобразования поляризации электромагнитной волны: пат. 2316857 Рос. Федерация : МПК7 H 01 Q 15/24, Н 01 Q 21/06 / И.В. Семченко, С.А.

Хахомов, А.Л. Самофалов.- № 2006112520/09; заявл. 14.04.2006; опубл. 10.02.2008, бюл. № 4.

124. Semchenko, I.V. Chiral metamaterial with unit negative refraction index / I.V. Semchenko, S.A. Khakhomov, S.A. Tretyakov // The European Physical Journal Applied Physics.- 2008.- V. 46.- N. 3.- P. 32607.

125. Semchenko, I.V. Helices of optimal shape for nonreflecting covering / I.V. Semchenko, S.A. Khakhomov, A.L. Samofalov // The European Physical Journal Applied Physics.-2010.- V. 49.- N. 3.- P. 33002.

126. Investigation of the properties of weakly reflective metamaterials with compensated chirality / I.V. Semchenko, S.A. Khakhomov, V.S. Asadchy, E.V. Naumova, V.Y. Prinz, S.V. Golod, A.G. Milekhin, A.M. Goncharenko, G.V. Sinitsyn // Crystallography Reports.- 2014.- V. 59.- N. 4.- P. 480-485.

127. Semchenko, I.V. Optimal helix shape: Equality of dielectric, magnetic, and chiral susceptibilities / I.V. Semchenko, S.A. Khakhomov, A.L. Samofalov // Russian Physics Journal.- 2009.- V. 52.- N. 5.- P. 472-479.

128. Структура с киральными электромагнитными свойствами и способ ее изготовления : пат. 2317942 Рос. Федерация : МПК(2006.01) B82B 3/00 /Е. В. Наумова, В.Я. Принц. - № 2006122901/28 ; заявл. 27.06.2006 ; опубл. 27.02.2008, Бюл. № 6. - 54 с.: 10 ил.

129. Киральные электродинамические объекты / Б.З. Каценеленбаум, Е.Н. Коршунова, А.Н. Сивов, А.Д. Шатров // Успехи физических наук.- 1997.- Т. 167.- N. 11.- С. 1201-1212.

130. Jahani, S. All-dielectric metamaterials / S. Jahani, Z. Jacob // Nat Nano.- 2016.- V. 11.- N. 1.- P. 23-36.

131. Large-area metamaterials on thin membranes for multilayer and curved applications at terahertz and higher frequencies / X.G. Peralta, M.C. Wanke, C.L. Arrington, J.D. Williams, I. Brener, A. Strikwerda, R.D. Averitt, W.J. Padilla, E. Smirnova, A.J. Taylor, J.F. O'Hara // Applied Physics Letters.- 2009.- V. 94.- N. 16.- P. 161113.

132. Castro-Camus, E. Extraction of the anisotropic dielectric properties of materials from polarization-resolved terahertz time-domain spectra / E. Castro-Camus, M.B. Johnston // Journal of Optics a-Pure and Applied Optics.- 2009.- V. 11.- N. 10.- P.

133. Guided-Mode Resonances in Planar Dielectric-Layer Diffraction Gratings / S.S. Wang, R. Magnusson, J.S. Bagby, M.G. Moharam // Journal of the Optical Society of America a-Optics Image Science and Vision.- 1990.- V. 7.- N. 8.- P. 1470-1474.

134. Miyamaru, F. Strong optical activity in chiral metamaterials of metal screw hole arrays / F. Miyamaru, M. Hangyo // Applied Physics Letters.- 2006.- V. 89.- N. 21.- P. 211105.

135. Spiral metamaterial for active tuning of optical activity / T. Kan, A. Isozaki, N. Kanda, N. Nemoto, K. Konishi, M. Kuwata-Gonokami, K. Matsumoto, I. Shimoyama // Applied Physics Letters.- 2013.- V. 102.- N. 22.- P.

136. Jian, A.Q. Resonant Optical Tunneling Effect: Recent Progress in Modeling and Applications / A.Q. Jian, X.M. Zhang // IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics.- 2013.- V. 19.- N. 3.- P. 9000310.

137. Tunable Wide-Angle Tunneling in Graphene-Assisted Frustrated Total Internal Reflection / T.Q. Tran, S. Lee, H. Heo, S. Kim // Sci Rep.- 2016.- V. 6.- N. P. 19975.

138. Enantiomeric switching of chiral metamaterial for terahertz polarization modulation employing vertically deformable MEMS spirals / T. Kan, A. Isozaki, N. Kanda, N. Nemoto, K. Konishi, H. Takahashi, M. Kuwata-Gonokami, K. Matsumoto, I. Shimoyama // Nat Commun.- 2015.- V. 6.- N. P.

139. Photoinduced handedness switching in terahertz chiral metamolecules / S. Zhang, J.F. Zhou, Y.S. Park, J. Rho, R. Singh, S. Nam, A.K. Azad, H.T. Chen, X.B. Yin, A.J. Taylor, X. Zhang // Nat Commun.- 2012.- V. 3.- N. P.

140. Metamaterial Sensors / J.J. Yang, M. Huang, H. Tang, J. Zeng, L. Dong // International Journal of Antennas and Propagation.- 2013.- V. 2013.- N. P. 16.

141. Mie resonance-based dielectric metamaterials / Q. Zhao, J. Zhou, F.L. Zhang, D. Lippens // Materials Today.- 2009.- V. 12.- N. 12.- P. 60-69.

142. Loss-free and active optical negative-index metamaterials / S. Xiao, V.P. Drachev, A.V. Kildishev, X. Ni, U.K. Chettiar, H.K. Yuan, V.M. Shalaev // Nature.- 2010.- V. 466.-N. 7307.- P. 735-738.

143. Metamaterials beyond electromagnetism / M. Kadic, T. Buckmann, R. Schittny, M. Wegener // Reports on progress in physics. Physical Society (Great Britain).- 2013.- V. 76.- N. 12.- P. 126501.